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ARRIBA: Un cráneo de Neandertal
WIKIMEDIA, AQUILAGIB

Los neandertales, los parientes evolutivos más cercanos de los humanos modernos, se han extinguido durante miles de años. Pero debido al cruzamiento entre los dos grupos hace unos 55.000 años, los restos de nuestros parientes perdidos hace mucho tiempo permanecen en el material genético de los individuos vivos hoy en día. Los científicos han sugerido previamente que el ADN de Neandertal se eliminó gradualmente de los genomas humanos modernos durante los últimos 45,000 años. Pero un nuevo estudio, publicado la semana pasada en PNAS, informa que la ascendencia neandertal en Europa probablemente experimentó una rápida purga de los genomas humanos modernos, pero se mantuvo estable desde entonces.

El ADN de neandertales constituye aproximadamente el 2 por ciento de los genomas de las personas actuales de ascendencia no africana (los investigadores creen que los neandertales se mezclaron con los humanos modernos después de que emergieron de África). Varios estudios sugieren que los neandertales pueden haber albergado secuencias que eran perjudiciales para los humanos modernos y, por lo tanto, fueron eliminadas del ADN de nuestros antepasados. Por ejemplo, los científicos descubrieron que grandes extensiones de genomas humanos modernos, especialmente áreas ricas en genes, carecen por completo de contribuciones neandertales.

La evidencia de que las comunidades de Neandertales eran mucho más pequeñas que las humanas ha llevado a los investigadores a creer que las variantes débilmente dañinas, que se habrían eliminado rápidamente de grupos más grandes con más diversidad genética, se acumularon en los genomas de Neandertales. «Cuando las poblaciones son más pequeñas, la selección no es tan fuerte», explica Benjamin Vernot, genetista de poblaciones del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva y uno de los coautores del último estudio. «Así que, en promedio, los neandertales habrían tenido más mutaciones malas en su genoma que los individuos humanos modernos.»

Ver «Efectos del ADN de Neandertal en Humanos Modernos»

Mientras que los estudios generalmente han apoyado la hipótesis de que los genomas humanos modernos eliminan cualquier rastro adverso de ADN de Neandertal, cómo ocurrió este proceso no estaba claro.

Según Vernot, la investigación de su equipo se derivó de dos estudios, uno experimental y otro teórico, que reportaron hallazgos algo contradictorios. Uno de ellos fue un artículo de Nature de 2016 coautor de más de 60 científicos, incluidos tres de los investigadores que participaron en el último estudio, que examinó el material genético de 51 antiguos eurasiáticos y reportó una pérdida continua de ADN de Neandertales en poblaciones europeas durante más de 45,000 años.

En el otro informe, publicado el mismo año en Genetics, un equipo diferente realizó simulaciones para modelar lo que habría sucedido si los neandertales acumularan mutaciones mucho más rápido que los humanos modernos. Esto reveló que en lugar de disminuir lentamente con el tiempo, el ADN de Neandertal en los genomas humanos modernos habría disminuido rápidamente durante las primeras 10 a 20 generaciones después de que los dos grupos se cruzaran, un período de tiempo de menos de 1,000 años, y luego se mantuvo sin cambios a lo largo de las generaciones futuras.

Vernot y sus colegas se propusieron identificar si un modelo diferente de selección natural podría explicar la disminución gradual del ADN de Neandertal en genomas eurasiáticos antiguos. «Probamos un montón de cosas y ninguna funcionó», dice Vernot. «Nos volvimos locos tratando de encontrar la manera de hacer que esta disminución con el tiempo, porque eso es lo que vimos en los datos.»

Finalmente, el equipo decidió regresar e intentar reanalizar los genomas antiguos por sí mismos. Fue entonces cuando descubrieron el problema: la estadística utilizada en el estudio de la Naturaleza coautor de los colaboradores de Vernot. Lo aplicaron para estimar el grado de ascendencia neandertal en los humanos modernos, pero incluía suposiciones sobre la historia de los humanos modernos, como la falta de migración entre ciertas poblaciones. Por lo tanto, el grupo de Vernot analizó los datos con una estadística actualizada que no hizo ninguna de esas presunciones, y aprovechó un genoma neandertal adicional que se caracterizó en 2017, y no encontró ningún cambio en la ascendencia neandertal en los últimos 45,000 años.

» es un cuento con moraleja que debe pensar en la migración porque puede marcar la diferencia en sus conclusiones, incluso si no es lo que desea estudiar en este momento», dice Kelley Harris, genetista de población de la Universidad de Washington, coautora del artículo de Genética de 2016 y no participó en el estudio de Vernot.

En análisis posteriores, los investigadores encontraron que el mejor modelo para adaptarse a estos datos recién analizados fue uno en el que las secuencias de neandertales se eliminaron rápidamente de los genomas humanos modernos dentro de unas 10 generaciones después del mestizaje, en lugar de perderse gradualmente durante muchos miles de años, tal como lo habían informado previamente los autores del estudio genético. Vernot señala que como los investigadores no han desenterrado muestras de humanos que vivieron durante el período de tiempo inmediatamente después del apareamiento intergrupal, esta teoría aún no se ha confirmado.

Mark Lipson, un científico del personal del laboratorio del genetista David Reich en la Escuela de Medicina de Harvard que no participó en el estudio, pero se menciona en los agradecimientos del documento, dice que si bien este fue «un documento que invita a la reflexión» que lo hizo cuestionar la idea de la disminución gradual de la ascendencia neandertal, no lo ha convencido completamente. Lipson, uno de los coautores del estudio Nature de 2016, agrega que se necesitan más análisis y quizás más muestras de ADN para invalidar por completo la hipótesis original.

Ver «Neandertal interno»

El equipo de Vernot también utilizó la nueva estadística para investigar el cambio en las secuencias de Neandertales en diferentes partes del genoma humano moderno a lo largo del tiempo. Esto reveló que, si bien se produjo muy poco agotamiento en los genes, que representan alrededor del 2 por ciento del ADN total, la pérdida fue visible en las secuencias reguladoras, que representan menos del 1 por ciento. Según Vernot, estos hallazgos encajan bien con estudios previos que han demostrado que las secuencias de neandertales asociadas con enfermedades en los seres humanos modernos a menudo se encuentran en regiones reguladoras. Señala que se necesita más trabajo para averiguar si esas secuencias se eliminaron de muchos genomas humanos modernos porque eran perjudiciales. «Todavía no sabemos por qué las secuencias reguladoras habrían sido peores que las secuencias genéticas», dice Vernot. «Esto sería algo interesante de seguir.»

M. Petr et al., «Limits of long-term selection against Neandertal introgression», PNAS, doi:10.1073 / pnas.1814338116, 2019.